一种水分离指数测试用聚结元件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水分离指数测定仪用聚结元件及其制备方法，属于航空燃料性能测试领域。本发明专利技术的聚结元件包括外壳和过滤介质，外壳包括入口和出口，过滤介质包括破乳层和聚结层，位于外壳内部；破乳层采用丝径较小的亲水玻璃纤维毡制备而成，聚结层采用丝径较大的疏水玻璃纤维毡制备而成，并通过限定两者的质量比和厚度，改善了聚结元件水分离效果，减小了水分离指数测量误差。本发明专利技术的制备方法，通过制备亲水纤维毡和疏水纤维毡，并表征确定合格的疏水纤维毡，使制备的聚结元件达到了本发明专利技术目的。另外，该制备方法还具有制备简单、方便，制造成本低的优点，制备的聚结元件还具有使用性能好，性能稳定等优点。性能稳定等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种水分离指数测试用聚结元件及其制备方法


[0001]本专利技术属于航空燃料性能测试领域，具体是一种水分离指数测试用聚结元件及其制备方法。
技术背景
[0002]燃油中存在的水不仅会使油液的性能受到影响，还会腐蚀储存设备、影响设备的正常运行，严重的情况下会造成重大的安全事故。因此，准确地评价燃料中水的分离难易程度，对于保障设备安全运行至关重要。
[0003]水分离指数是用来评价航空喷气燃料通过聚结元件时分离水难易程度的数值。以0～100单位表示，洁净透明的喷气燃料为100。为评定喷气燃料通过玻璃纤维聚结材料时释放携带的游离水或乳化水的能力，可在外场和实验室使用水分离指数仪，检测生产及从产地到使用地运输过程中加入或者混入燃料中的表面活性物质。
[0004]油水分离过滤介质通常由复合材料组合而成，包括破乳层和聚结层。作为便携式烃类燃料水分离指数测定仪用聚结元件的重要组成部分，油水分离过滤介质对于航空油料性能检测起重要作用。油水乳化液通过聚结元件入口通过过滤介质，在破乳层材料作用下，将分散在燃油中的微小水滴吸附在纤维的表面，达到破乳的作用。随着纤维表面吸附水滴的不断增加，微小水滴间发生聚结，并在流体曳力作用下，并进入聚结层。在此过程中，水滴不断聚结长大，并最终聚结层脱落与燃油一起从出口排出。
[0005]目前的聚结元件存在水分离效果重复性差，水分离指数测量结果偏差大的缺点。
[0006]
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种水分离指数测定仪用聚结元件及其制备方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：根据聚结理论，油水乳化液通过聚结床层时，水滴在聚结床层内通常经历“捕获
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附着”、“碰撞
‑
聚结”和“脱离
‑
沉降”三个过程。为了使油品中的水滴从聚结床层内顺利脱落，本专利技术破乳层采用丝径较小的亲水玻璃纤维毡制备而成，聚结层采用丝径较大的疏水玻璃纤维毡制备而成，以满足水分离指数测量的要求，实现本专利技术目的。
[0008]本专利技术涉及的一种水分离指数测定仪用聚结元件，包括外壳和过滤介质，外壳包括入口和出口，过滤介质包括破乳层和聚结层，位于外壳内部，破乳层靠近外壳进口管的入口，聚结层靠近出口；所述破乳层由亲水纤维毡制成，聚结层由疏水纤维毡制成，疏水纤维毡和亲水纤维毡的纤维直径之比为50~2，质量比为5~1；所述外壳将破乳层与聚结层的厚度限定在1~3mm。
[0009]优选的，所述亲水纤维毡的纤维直径为1μm~5μm；所述疏水纤维毡的纤维直径为10μm~50μm。
[0010]优选的，所述亲水纤维毡由石棉或无碱玻璃纤维毡制成，所述疏水纤维毡由无碱玻璃纤维毡制成。
[0011]优选的，所述外壳由同轴的内、外管和固定装置构成，内管和外管都包括入口端和出口端，内管的出口端位于外管的入口端内；固定装置用于固定内外管的相对距离。
[0012]本专利技术涉及的水分离指数测定仪用聚结元件的制备方法，步骤如下：1）亲水纤维毡的制备：称取适量纤维毡，加热去除表面有机物，制成亲水纤维毡；2）疏水纤维毡的制备：i. 配制适量质量含量为1%~10%的疏水试剂；ii. 称取纤维直径是亲水纤维毡50~2倍的纤维毡，在不低于120℃的环境中烘不少于2小时后冷却；iii. 按照疏水试剂和纤维毡质量比为1:10~1:100的比例，将烘干冷却后的纤维毡浸入配制的疏水试剂中，放入内部温度不低于120℃的密闭容器中加热不少于1h，制成疏水纤维毡；3）疏水纤维毡的表征：表征制备的疏水纤维毡，以水的接触角不小于130
°
为合格；4）将制备的亲水纤维毡和表征合格的疏水纤维毡加工成与外壳外管进口端内径匹配的形状，并按质量比5~1，制备成过滤介质，放置到外壳内部，厚度限定在1~3mm，亲水纤维毡作为破乳层靠近入口，疏水纤维毡作为聚结层靠近出口。
[0013]优选的，所述疏水试剂由甲苯和氟硅烷配制而成。
[0014]进一步优选的，所述氟硅烷为十七氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、4
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甲基
‑
十三氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或多种混合。
[0015]本专利技术涉及的水分离指数测定仪用聚结元件，破乳层采用丝径较小的亲水玻璃纤维毡制备而成，聚结层采用丝径较大的疏水玻璃纤维毡制备而成，并通过限定两者的质量比和厚度，改善了聚结元件水分离效果，减小了水分离指数测量误差。本专利技术涉及的水分离指数测定仪用聚结元件的制备方法，通过制备亲水纤维毡和疏水纤维毡，并表征确定合格的疏水纤维毡，使制备的聚结元件达到了本专利技术目的。另外，该制备方法还具有制备简单、方便，制造成本低的优点，制备的聚结元件还具有使用性能好，性能稳定等优点。
具体实施方式
[0016]下面结合实施例对本专利技术作进一步地说明，但不作为对本专利技术技术方案的限制。
[0017]实施例1一种水分离指数测试用聚结元件，由外壳和过滤介质构成。
[0018]外壳，由同轴的内、外管和固定装置构成。内管内径21mm、入口端外径30mm、出口端外径25mm，出口端外表面绘制精度0.1mm的刻度；外管入口端内径25mm、外径30mm，出口端内径1mm、外径5mm。内、外管对应位置开通孔。固定装置为螺栓，位于内外管对应的通孔中。
[0019]过滤介质由破乳层和聚结层构成。破乳层为亲水纤维毡，由直径1μm的石英棉制成。聚结层为疏水纤维毡，由直径10μm的无碱玻璃纤维毡制成。
[0020]组装本实施例的聚结元件时，先将聚结层和破乳层依次放入外壳外管的入口端，再将外壳内管的出口端放入外管的入口端，对内、外管施加外力，挤压聚结层和破乳层，借助内管出口端的刻度，将聚结层和破乳层厚度挤压成1.6mm，利用放置于内外管对应通孔内的螺栓固定该厚度。
[0021]本实施例聚结元件通过如下步骤制备获得：
（1）称取10g纤维直径为1μm的石英棉制成纤维毡，置于马弗炉中350
°
C处理1h，以去除表面有机物，得到亲水纤维毡；（2）称取0.99g甲苯，并用微量进样器加入0.01g的十七氟癸基三乙氧基硅烷，配制成质量含量为1%的氟硅烷溶液作为疏水试剂；（3）称取10g纤维直径为10μm的无碱玻璃纤维毡，放入120℃烘箱中烘2小时后自然冷却；（4）将经步骤（3）干燥处理后的无碱玻璃纤维毡浸入步骤（2）配制的质疏水试剂中，然后置于内部温度为120℃的陶瓷密闭容器内，维持该温度处理1小时，得到疏水纤维毡。
[0022]（5）制备的疏水纤维毡通过水的表观接触角对其进行表征，以水的接触角大于130
°
为合格。
[0023]（6）将经步骤（1）制备的亲水纤维毡和表征合格的疏水纤维毡裁剪成直径25mm的圆片，并分别称取0.045g亲水纤维毡和0.195g疏水纤维毡组成过滤介质，放置于外壳外管入口端内，亲水纤维毡作为破乳层位于外侧，疏水纤维毡作为聚结层位于内侧，放入内管，将过滤介质挤压成厚1.6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水分离指数测定仪用聚结元件，包括外壳和过滤介质，外壳包括入口和出口，过滤介质包括破乳层和聚结层，位于外壳内部，破乳层靠近外壳进口管的入口，聚结层靠近出口，其特征在于：所述破乳层由亲水纤维毡制成，聚结层由疏水纤维毡制成，疏水纤维毡和亲水纤维毡的纤维直径之比为50~2，质量比为5~1；所述外壳将破乳层与聚结层的厚度限定在1~3mm。2.根据权利要求1所述的水分离指数测定仪用聚结元件，其特征在于：所述亲水纤维毡的纤维直径为1μm~5μm；所述疏水纤维毡的纤维直径为10μm~50μm。3.根据权利要求1所述的水分离指数测定仪用聚结元件，其特征在于：所述亲水纤维毡由石棉或无碱玻璃纤维毡制成，所述疏水纤维毡由无碱玻璃纤维毡制成。4.根据权利要求1所述的水分离指数测定仪用聚结元件，其特征在于：所述外壳由同轴的内、外管和固定装置构成，内管和外管都包括入口端和出口端，内管的出口端位于外管的入口端内；固定装置用于固定内外管的相对距离。5.一种权利要求1所述水分离指数测定仪用聚结元件的制备方法，其特征在于，步骤如下：1）亲水纤维毡的制备：称取适量纤维毡，加热去除表面有机物，制成亲水纤维毡；2）疏...

【专利技术属性】
技术研发人员：林帅，韩吉庆，田平，赵华，张坤，李兵兵，马思宇，胡翼，孟维栋，冯典英，刘霞，冀克俭，
申请(专利权)人：天津仁爱学院，
类型：发明
国别省市：